java實現簡易的五子棋遊戲

本文實例為大傢分享瞭java實現簡易五子棋遊戲的具體代碼,供大傢參考,具體內容如下

先上效果圖

一、問題分析

1、五子棋遊戲分析:

五子棋作為較為普遍且簡易的娛樂遊戲,受到眾多人的熱愛,且五子棋AI也是一個較為容易實現的AI。下面我們先來分析遊戲規則。(哈哈,雖然大傢都知道,但我還是想寫寫)雙方分別使用黑白兩色棋子,下在棋盤橫線交叉處,先連成五子者勝利。(黑棋禁手啥的規則在我的程序裡沒加,就不贅述瞭)。

2、程序分析:

(1)首先,五子棋開始,我們需要一個棋盤,15*15的棋盤,需要黑白棋子。

(2)其次,我們需要實現棋子順序的改變,就是實現先下黑棋,再下白棋,然後實現一個基本的修正功能,就是通過點擊交叉點周圍的位置,使棋子下到交叉處。

(3)再之後呢,有瞭棋子棋盤,(其實這個時候已經能進行下棋瞭,自己判斷勝負,哈哈),但是呢,我們接下來需要加一個判斷輸贏的功能。
(4)接下來,我們就來豐富我們的五子棋遊戲,加一些功能鍵,例如重新開始,悔棋,認輸,計時啥啥啥的。

(5)最後來一個高級點的,就是實現人機對戰,實現AI下棋。

二、模塊分析

1、棋盤棋子模塊

棋盤嘛就用直線畫就好,橫線15條,豎線15條,棋子也就兩個,可以畫得花哨一點,比如3D棋子,也可以簡單一點就用填充圓就好。博主畫瞭一個黑色3D棋子,白的沒畫。(這裡繼承瞭我之前的一個畫板,實現直線的重繪,可以去翻一翻我的之前有關畫板的博客)。創建一個二維數組,存放棋子,用1代表黑棋,2代表白棋,0代表沒棋。用count變量來計算到誰下棋瞭,以及記錄下瞭第幾顆棋子瞭。

以下是窗體代碼

public void outUI(){
  //設置標題
  this.setTitle("五子棋");
  this.setSize(1680,1380);
  this.setLayout(null);
  JButton btn = new  JButton();
  JButton btn1 = new  JButton();
  JButton btn2 = new  JButton();
  JButton btn3 = new  JButton();
  JButton btn4 = new  JButton();
  btn.setBounds(1340, 780, 210, 65);
  btn1.setBounds(1340,860,210, 65);
  btn2.setBounds(1340,940,210, 65);
  btn3.setBounds(320,1200,210, 65);
  btn4.setBounds(780,1200,210, 65);
  //獲取一個圖片
  ImageIcon square=new ImageIcon(this.getClass().getResource("JButton1.jpg"));
  ImageIcon square1=new ImageIcon(this.getClass().getResource("JButton.jpg"));
  ImageIcon square2=new ImageIcon(this.getClass().getResource("JButton2.jpg"));
  ImageIcon square3=new ImageIcon(this.getClass().getResource("JButton3.jpg"));
  ImageIcon square4=new ImageIcon(this.getClass().getResource("JButton4.jpg"));
  
  //設置圖片的大小
  square.setImage(square.getImage().getScaledInstance(210, 65, 0));
  square1.setImage(square1.getImage().getScaledInstance(210, 65, 0));
  square2.setImage(square2.getImage().getScaledInstance(210, 65, 0));
  square3.setImage(square3.getImage().getScaledInstance(210, 65, 0));
  square4.setImage(square4.getImage().getScaledInstance(210, 65, 0));
  //把圖片放到按鈕上 
  btn.setIcon(square);
  btn1.setIcon(square1);
  btn2.setIcon(square2);
  btn3.setIcon(square3);
  btn4.setIcon(square4);
  btn.setText("開始");
  btn1.setText("悔棋");
  btn2.setText("認輸");
  btn3.setText("人機對戰");
  btn4.setText("人人對戰");
  this.add(btn);
  this.add(btn1);
  this.add(btn2);
  this.add(btn3);
  this.add(btn4);
  this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  this.setVisible(true);
  MyGameListen bn=new MyGameListen();
  this.addMouseListener(bn);
  btn.addActionListener(bn);
  btn1.addActionListener(bn);
  btn2.addActionListener(bn);
  btn3.addActionListener(bn);
  btn4.addActionListener(bn);
  Graphics f= this.getGraphics();
  AI Ai=new AI();
  AI2 Ai2=new AI2();
  AIPlus Ai3=new AIPlus();
  bn.ai=Ai;
  bn.ai2=Ai2;
  bn.ai3=Ai3;
  bn.f1=f;
  Ai.f1=f;
  Ai2.f1=f;
  Ai3.f1=f;
  bn.sn=this;
  Ai.arr2=bn.arr;
  Ai2.arr2=bn.arr;
  Ai3.arr=bn.arr;
  arragain=bn.arr;
  showtime a=new showtime();
  a.count1=bn.count;
 }
 int[][] arragain;
 @Override
 public void paint(Graphics g) {
  // TODO Auto-generated method stub
  super.paint(g);
  //加背景圖
  ImageIcon square5=new ImageIcon(this.getClass().getResource("game.jpeg"));
  ImageIcon square6=new ImageIcon(this.getClass().getResource("title.jpg"));
  square5.setImage(square5.getImage().getScaledInstance( 1200,1162,0));
  square6.setImage(square6.getImage().getScaledInstance( 366,683,0));
   g.drawImage(square5.getImage(),40,60,this);
   g.drawImage(square6.getImage(),1280,100,366,683,this);
  for(int i=1;i<=15;i++)
  {
   g.drawLine(80, i*80, 1200, i*80);
   g.drawLine(i*80,80,i*80,1200);
  }
  g.drawLine(60,60 , 1220, 60);
  g.drawLine(60,60 , 60, 1220);
  g.drawLine(60, 1220, 1220,1220);
  g.drawLine(1220, 1220, 1220,60);
  g.fillOval(630, 630, 20, 20);
  g.fillOval(310, 950, 20, 20);
  g.fillOval(310, 310, 20, 20);
  g.fillOval(950, 950, 20, 20);
  g.fillOval(950, 310, 20, 20);
  // 繪制棋盤
  
  
  
  MyGameListen bn1=new MyGameListen();
  bn1.f1=g;
  for(int i=0;i<arragain.length;i++) {
  for(int j=0;j<arragain.length;j++)
  {
   if(arragain[i][j]==1)
   {
   Blackchessman(i*80-40,j*80-40,g);
   }
   else if(arragain[i][j]==2)
   {
   whitechessman(i*80-40,j*80-40,g);
   }
  }
  }
  
 }
 public void Blackchessman(int x,int y,Graphics g)
 {
  for(int i=0;i<80;i++)
  {
  Color c=new Color(i*3,i*3,i*3);
  g.setColor(c);
  g.fillOval(x+i/3, y+i/3, 80-i, 80-i);
  }
 }
 public void whitechessman(int x,int y,Graphics g)
 {
  g.setColor(Color.white);
  g.fillOval(x,y,80,80);
 }

以下是鼠標監聽器的代碼,這裡有部分變量沒有給出,在文章末尾會附上完整代碼

public void mousePressed(MouseEvent e) 
 {

  x1=e.getX();y1=e.getY();
  m=correct(x1);
  n=correct(y1);
  if(x1<=1240&&y1<=1240) 
  {
   if(arr[m/80][n/80]==0)
   {
   if(count%2!=0)
   {
    x1=e.getX();y1=e.getY();
    m=correct(x1);
    n=correct(y1);
    Blackchessman(m-40,n-40);
    arr[m/80][n/80]=1;
    arr1[m/80][n/80]=count;
    count++;
    if( gobangiswin.isWin(arr, m/80, n/80)) {
     JOptionPane.showMessageDialog(null, "黑棋WIN!!");
    }
    //ai下棋
    if(who==2) {
    ai3.playchess();
    arr[ai3.q][ai3.w]=2;
    arr1[ai3.q][ai3.w]=count;
    count++;
    if( gobangiswin.isWin(arr,ai3.q ,ai3.w )) {
     JOptionPane.showMessageDialog(null, "白棋WIN!!");
    }
    }
   }
   else
   {
    x1=e.getX();y1=e.getY();
    m=correct(x1);
    n=correct(y1);
    whitechessman(m-40,n-40);
    arr[m/80][n/80]=2;
    arr1[m/80][n/80]=count;
    count++;
     if( gobangiswin.isWin(arr, m/80, n/80)) {
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "白棋WIN!!");
     }
   }
   }
   else
    return;
  }
  else {
   return;}
 }

2、位置修正

這個功能其實有很多種實現的方法,可以根據自己的棋盤位置啥的進行修正。

public int correct(int x)
 {
  a=x/80;
  b=x%80;
  if(b<=40)
  {
   return a*80;
  }
  else
   return (a+1)*80;
 }

3、輸贏判斷

輸贏判斷的思路,大概是以下思路,通過點擊,下瞭最後一顆棋子以後,判斷該棋子是否使遊戲結束瞭,就是下完這顆棋子後是否成功構成五子連珠。因為輸贏的判斷你 隻需要判斷最後一步即可,因為輸贏的勝負就在最後一步。所以,通過判斷最後一顆棋子的八個方向是否構成五子連珠即可。

以下是判斷輸贏的代碼。

public class GobangIsWin {
 //判斷輸贏函數
   // 橫向 
  public int left_right(int[][] arr,int x,int y) {
   int con=1;
   //向右遍歷
   for(int i=x+1;i<arr.length;i++)
   {
    if(arr[x][y]==arr[i][y]){
     con++;
    }
    else
     break;
   }
   //向左遍歷
   for(int i=x-1;i>0&&i<arr.length;i--)
   {
    if(arr[x][y]==arr[i][y]) {
     con++;
    }
    else
     break;
   }
   return con;
  }
  // 縱向 
  public int high_low(int[][] arr,int x,int y)
  {
   int con=1;
   //向下遍歷
   for(int i=y+1;i<arr[0].length;i++)
   {
    if(arr[x][y]==arr[x][i]) {
     con++;
    }
    else
     break;
   }
   //向上遍歷
   for(int i=y-1;i>0&&i<arr[0].length;i--)
   {
    if(arr[x][y]==arr[x][i]) {
     con++;
    }
    else
     break;
   }
   return con;
  }
  // 左斜
  public int towQudrant_three(int[][] arr,int x,int y)
  {
   int con=1;
   int i=x,j=y;
   //向右上遍歷
    for(int m=i+1,k=j-1;m<arr.length&&k>0&&m<i+5&&k>j-5;k--,m++)
    {
     if(x==15||y==1) {
      break;
     }
     else if(arr[x][y]==arr[m][k])
      con++;
     else
      break;
    }
    //向左下遍歷
    for(int m=i-1,k=j+1;k<arr.length&&m>0&&k<i+5&&m>j-5;k++,m--) 
    {
     if(x==1||y==15) {
      break;
     }
     if(arr[x][y]==arr[m][k])
      con++;
     else
      break;
    }
    return con;
  }
  // 右斜 
  public int one_fourwin(int[][] arr,int x,int y) 
  {
   int con=1;
   int i=x,j=y;
    //向左上遍歷
    for(int m=i-1,k=j-1;m>0&&k>0&&m>i-5&&k>j-5;k--,m--)
    {
     if(x==1||y==1) {
      break;
     }
     if(arr[x][y]==arr[m][k])
      con++;
     else
      break;
    }
    //向右下遍歷
    for(int m=i+1,k=j+1;k<arr.length&&m<arr.length&&m<i+5&&k<j+5;k++,m++)
    {
     if(x==15||y==15) {
      break;
     }
     if(arr[x][y]==arr[m][k])
      con++;
     else
      break;
    }
    return con;
  }
  
  public  boolean isWin(int[][] arr,int x,int y) {
   
   if(left_right(arr, x, y)>=5||high_low(arr, x, y)>=5||towQudrant_three(arr, x, y)>=5||one_fourwin(arr, x, y)>=5) {
    return true;
   }else {
    return false;
   }
  }
}

4、我們再來加一點功能,這裡有悔棋,重新開始,認輸的功能。

重新開始:我們清空我們存放棋子的數組即可,然後重新繪制棋盤,將之前的棋盤覆蓋即可。

public void start() {
  sn.repaint();
  for(int i=0;i<arr.length;i++)
  {
   for(int j=0;j<arr.length;j++) {
    arr[i][j]=0;
   }
  }
  count=1;
 }

悔棋:悔棋的思路:悔棋,我們可以和開始一樣,先把之前的棋盤覆蓋掉,然後去除存放數組裡的最後一個棋子即可,然後在新的棋盤上重新放下棋子(除瞭最後一個棋子)。

public void huiqi()
 {
  sn.repaint();
  //去除最後一顆棋子
  for(int i=0;i<arr1.length;i++)
  {
   for(int j=0;j<arr1.length ;j++)
   {
    if(arr1[i][j]==count-1)
    {
     arr1[i][j]=0;
     arr[i][j]=0;
    }
    if(arr1[i][j]==count-2&&who==2)
    {
     arr1[i][j]=0;
     arr[i][j]=0;
    }
   }
  }
  //重放棋子
  for(int i=0;i<arr.length;i++)
  {
   for(int j=0;j<arr.length ;j++)
   {
    if(arr[i][j]==1)
    {
     Blackchessman(i*80-40,j*80-40);
    }
    else if(arr[i][j]==2)
    {
     whitechessman(i*80-40,j*80-40);
    }
   }
  }
  //控制下一顆棋子顏色
  if(who==2) {
   count=count-2;
  }
  else if(who==1)
  {
   count=count-1;
  }
 }

認輸功能:這個很簡單就不說瞭,判斷一下到誰下點擊瞭認輸就誰輸就好。

5、最後來一個高級的,實現AI的功能,人機對戰。

這裡有很多種實現人工智能的方法:

(1)權值法
(2)博弈樹
(3)機器學習

博主現在水平有限,隻會權值算法,等博主學會後面兩種方法再來加~

權值法:這裡用到瞭權值表,創建一個新的二維數組chessvalue[][]用於存放該點的權值。

HashMap<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
map.put("1",10);
map.put("11",100);
map.put("111",1000);
map.put("1111",10000);

這裡的HashMap類是一種特殊的類,可以通過map.get(),將字符串放進get方法中,通過比較map中的所有字符串,找到與之相對應的權值,並返回這個值,這裡指的註意的是,這裡返回的數據類型不是int型,而是Integer型,但是不必擔心,這個類型也能實現累加。

接下來是查找棋型,通過查找該位置的八個方向的棋型,並對八個方向的權值進行累加。最後通過找出最大的權值的位置,將棋子下到這個位置就好,這樣就基本實現AI功能瞭。

保存棋局的方法:通過String類型的拼接功能實現棋局的保存。

註:在寫這部分AI的時候,對於部分棋型沒有考慮到,難度水平大概處於低階至中階,對於部分難以通過遍歷八個方向進行查找的,采用瞭聯合算法。例如,對於“22022”這樣的棋型,顯然需要通過左右兩邊的棋型綜合考慮,這裡采用瞭聯合算法,遍歷完左右(上下)後進行一次聯合判斷。

AI代碼

public class AIPlus {
 int arr[][]=null;
 int weightArray[][]=new int [16][16];
 Graphics f1=null;
 //棋子相連情況的劃分
  HashMap<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();//設置不同落子情況和相應權值的數組
  public AIPlus() {
   
   //被堵住
   map.put("01", 17);//眠1連
   map.put("02", 12);//眠1連
   map.put("001", 17);//眠1連
   map.put("002", 12);//眠1連
   map.put("0001", 17);//眠1連
   map.put("0002", 12);//眠1連
   
   map.put("0102",17);//眠1連,15
   map.put("0201",12);//眠1連,10
   map.put("0012",15);//眠1連,15
   map.put("0021",10);//眠1連,10
   map.put("01002",19);//眠1連,15
   map.put("02001",14);//眠1連,10
   map.put("00102",17);//眠1連,15
   map.put("00201",12);//眠1連,10
   map.put("00012",15);//眠1連,15
   map.put("00021",10);//眠1連,10
  
   map.put("01000",21);//活1連,15
   map.put("02000",16);//活1連,10
   map.put("00100",19);//活1連,15
   map.put("00200",14);//活1連,10
   map.put("00010",17);//活1連,15
   map.put("00020",12);//活1連,10
   map.put("00001",15);//活1連,15
   map.put("00002",10);//活1連,10
  
   //被堵住
   map.put("0101",65);//眠2連,40
   map.put("0202",60);//眠2連,30
   map.put("0110",65);//眠2連,40
   map.put("0220",60);//眠2連,30
   map.put("011",65);//眠2連,40
   map.put("022",60);//眠2連,30
   map.put("0011",65);//眠2連,40
   map.put("0022",60);//眠2連,30
   
   map.put("01012",65);//眠2連,40
   map.put("02021",60);//眠2連,30
   map.put("01102",65);//眠2連,40
   map.put("02201",60);//眠2連,30
   map.put("00112",65);//眠2連,40
   map.put("00221",60);//眠2連,30
  
   map.put("01010",75);//活2連,40
   map.put("02020",70);//活2連,30
   map.put("01100",75);//活2連,40
   map.put("02200",70);//活2連,30
   map.put("00110",75);//活2連,40
   map.put("00220",70);//活2連,30
   map.put("00011",75);//活2連,40
   map.put("00022",70);//活2連,30
   
   //被堵住
   map.put("0111",1500);//眠3連,100
   map.put("0222",1400);//眠3連,80
   
   map.put("01112",1500);//眠3連,100
   map.put("02221",1400);//眠3連,80
   
   map.put("01101",10000);//活3連,130
   map.put("02202",8000);//活3連,110
   map.put("01011",10000);//活3連,130
   map.put("02022",8000);//活3連,110
   map.put("01110", 10000);//活3連
   map.put("02220", 8000);//活3連
   
   map.put("01111",300000);//4連,300
   map.put("02222",350000);//4連,280
  }
  public void printArray(int[][] arr) {
   for(int i=1;i<arr.length;i++)
   {
    for(int j=1;j<arr.length ;j++)
    {
     System.out.print(arr[i][j]+" ");
    }
    System.out.println();
   }
  }
  public Integer unionWeight(Integer a,Integer b ) {
   //必須要先判斷a,b兩個數值是不是null
   if((a==null)||(b==null)) return 0;
   //一一
      else if((a>=10)&&(a<=25)&&(b>=10)&&(b<=25)) return 60;
   //一二、二一
   else if(((a>=10)&&(a<=25)&&(b>=60)&&(b<=80))||((a>=60)&&(a<=80)&&(b>=10)&&(b<=25))) return 800;
   //一三、三一、二二
   else if(((a>=10)&&(a<=25)&&(b>=140)&&(b<=1000))||((a>=140)&&(a<=1000)&&(b>=10)&&(b<=25))||((a>=60)&&(a<=80)&&(b>=60)&&(b<=80)))
    return 300000;
   //二三、三二
   else if(((a>=60)&&(a<=80)&&(b>=140)&&(b<=1000))||((a>=140)&&(a<=1000)&&(b>=60)&&(b<=80))) return 300000;
   else return 0;
  }
  public void getvalue() {
  for(int i=0;i<arr.length;i++) {
     for(int j=0;j<arr[i].length;j++) {
      //首先判斷當前位置是否為空
      if(arr[i][j]==0) {
       //往左延伸
       String ConnectType="0";
       int jmin=Math.max(0, j-4);
       for(int positionj=j-1;positionj>=jmin;positionj--) {
        //依次加上前面的棋子
        ConnectType=ConnectType+arr[i][positionj];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置中
       Integer valueleft=map.get(ConnectType);
       if(valueleft!=null) weightArray[i][j]+=valueleft;
       
       //往右延伸
       ConnectType="0";
       int jmax=Math.min(14, j+4);
       for(int positionj=j+1;positionj<=jmax;positionj++) {
        //依次加上前面的棋子
        ConnectType=ConnectType+arr[i][positionj];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置中
       Integer valueright=map.get(ConnectType);
       if(valueright!=null) weightArray[i][j]+=valueright;
       
       //聯合判斷,判斷行
       weightArray[i][j]+=unionWeight(valueleft,valueright);
       
       //往上延伸
       ConnectType="0";
       int imin=Math.max(0, i-4);
       for(int positioni=i-1;positioni>=imin;positioni--) {
        //依次加上前面的棋子
        ConnectType=ConnectType+arr[positioni][j];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置中
       Integer valueup=map.get(ConnectType);
       if(valueup!=null) weightArray[i][j]+=valueup;
       
       //往下延伸
       ConnectType="0";
       int imax=Math.min(14, i+4);
       for(int positioni=i+1;positioni<=imax;positioni++) {
        //依次加上前面的棋子
        ConnectType=ConnectType+arr[positioni][j];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置中
       Integer valuedown=map.get(ConnectType);
       if(valuedown!=null) weightArray[i][j]+=valuedown;
       
       //聯合判斷,判斷列
       weightArray[i][j]+=unionWeight(valueup,valuedown);
       
       //往左上方延伸,i,j,都減去相同的數
       ConnectType="0";
       for(int position=-1;position>=-4;position--) {
        if((i+position>=0)&&(i+position<=14)&&(j+position>=0)&&(j+position<=14))
        ConnectType=ConnectType+arr[i+position][j+position];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置
       Integer valueLeftUp=map.get(ConnectType);
       if(valueLeftUp!=null) weightArray[i][j]+=valueLeftUp;
       
      //往右下方延伸,i,j,都加上相同的數
       ConnectType="0";
       for(int position=1;position<=4;position++) {
        if((i+position>=0)&&(i+position<=14)&&(j+position>=0)&&(j+position<=14))
        ConnectType=ConnectType+arr[i+position][j+position];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置
       Integer valueRightDown=map.get(ConnectType);
       if(valueRightDown!=null) weightArray[i][j]+=valueRightDown;
       
       //聯合判斷,判斷行
       weightArray[i][j]+=unionWeight(valueLeftUp,valueRightDown);
       
       //往左下方延伸,i加,j減
       ConnectType="0";
       for(int position=1;position<=4;position++) {
        if((i+position>=0)&&(i+position<=14)&&(j-position>=0)&&(j-position<=14))
        ConnectType=ConnectType+arr[i+position][j-position];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置
       Integer valueLeftDown=map.get(ConnectType);
       if(valueLeftDown!=null) weightArray[i][j]+=valueLeftDown;
       
       //往右上方延伸,i減,j加
       ConnectType="0";
       for(int position=1;position<=4;position++) {
        if((i-position>=0)&&(i-position<=14)&&(j+position>=0)&&(j+position<=14))
        ConnectType=ConnectType+arr[i-position][j+position];
       }
       //從數組中取出相應的權值,加到權值數組的當前位置
       Integer valueRightUp=map.get(ConnectType);
       if(valueRightUp!=null) weightArray[i][j]+=valueRightUp;
       
       //聯合判斷,判斷行
       weightArray[i][j]+=unionWeight(valueLeftDown,valueRightUp);
      }
     }
    }
  }
  int q=0,w=0;
  public void playchess()
  {
   getvalue();
     //取出最大的權值
     int weightmax=0;
     for(int i=0;i<arr.length;i++) {
      for(int j=0;j<arr.length;j++) {
       if(weightmax<weightArray[i][j]) {
        weightmax=weightArray[i][j];
        q=i;
        w=j;
       }
      }
     }
     whitechessman(q*80-40, w*80-40);
    for(int i=0;i<weightArray.length;i++)
    {
     for(int j=0;j<weightArray.length;j++) {
      weightArray[i][j]=0;
     }
    }
  }
  public void whitechessman(int x,int y)
  {
   f1.setColor(Color.white);
   f1.fillOval(x,y,80,80);
  }
}

三、總結

本次是第一次做遊戲類的項目,仍然存在許多不足,但是很開心最後成功瞭,然後最後AI部分的權值表以及聯合算法借鑒瞭其他博主的思路,如有侵權,請聯系我刪除。後期我會再加上博弈樹算法的思想。

以上就是本文的全部內容,希望對大傢的學習有所幫助,也希望大傢多多支持WalkonNet。